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Thermostat für Heizungsventile Thermostate dieser Art bezwecken die
automatische Regelung von Raumheizkörpern mit Einstellung einer Regel temperatur.
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Der Thermostat enthält ein thermostatisches Arbeitselement mit einem
Dehnstoff, das sich bei Erwärmung vertangert und bei Abkühlung verkürzt. Die Änderung
des Arbeitselementes wird auf die Verschlußelemente des Ventils übertragen und bewirkt
dort ein Drosseln, Schließen bzw. Öffnen. Das Einstellen des Thermostates erfolgt
durch Drehen einer das Arbeitselement umgebenden Einstellkappe. Durch das Drehen
wird der axiale Abstand des Arbeitselementes zu den ventilseitigen Verschlußelementen
verändert, Bei einem bekannten Thermostat dieser Art (deutsches Gebrauchsmuster
72 23 841) ist das Arbeitselement eine Sonderausführung mit einer äußeren starren
Wand, einem inneren Faltenbalg, einem angeformten Einstellgewinde aus Metall und
einer Verzahnung
oben auf der Decke, wo die Einstellkappe mit einer
Gegenverzahnung dauerhaft eingepreßt ist.
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Die Erfindungsaufgabe besteht darin, ein Thermostaten dieser Art so
auszubilden, daß verschiedene handelsübliche Arbeitselemente aufnehmbar sind und
daß eine Trennung von Arbeitselement und Einstellkappe zwecke Justierung möglich
ist. Außerdem zull gewährleistet sein, daß das mit dem Arbeitselement verbundene
Gewinde nur in einer bestimmten Ansatzstellung in das Gewinde des mit dem Ventil
verbundenen Unterteils einschraubbar ist, damit sich keine falschen Einstellungen
ergeben können.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale, wie sie im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs und der Unteransprüche angeführt sind.
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Ein Thermostat nach der Erfindung enthält ein Regulierteil aus Kunstsotff
mit dem Gewinde zum Einschrauben in das Unterteil und mit einem besonderen käfigartigen
Behälter zur Aufnahme des Arbeitselementes. Der käfigartige Behälter kann sowohl
Arbeitselemente aufnehmen, deren Wand starr ist und) die Funktions des Dehnstoffes
ai auf einen Stössel übertragen wird, als auch solche Arbeitselemente, die als sogenannter
Faltenbalg ausgebildet sind, die bei der Funktion des Dehnstoffes ihre Länge insgesamt
verändern. Das Arbeitselement wird in jedem Fall im käfigartigen Behälter durch
eine Schraubenfeder gehalten, die zugleich Sicherheitsfeder ist, und welche an
einem
mit dem Arbeitselement verbundenen Vorsprung angreift und diesen Vorsprung gegen
einen am Regulierteil angeformten Wulst drückt Es bedarf dabei keiner zusätzlicher
Haltemittel.
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Die Montage erfolgt durch Einführen des von der Feder umgebenen Arbeitselementes
in die von dem Wulst umgebende Öffnung des Regulierteils und durch Einsprengen des
Vorsprungs in diese Offnung mittels eines Werkzeuges, Die Feder ist als Sicherheitselement,
Bei Ausdehung des Arbeitselementes kann sich dieses entgegen dem Federdruck zur
Decke des Regulierteiles hin
wenn die ventilseitigen Ubertragungselemente Verschluß des Ventils durch
blockiert sind.
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Bei Arbeitselementen mit einer starren Wandung, die einen angeformten
Wulst aufweist, kann man den aus Kunststoff bestehnden Wulst am Regulierteil auf
die Größe des Wulstes am Arbeitselement abstimmen, sodaß ein Einsprengen möglich
ist und sich nach dem Einsprengen der im Durchmesser etwas größeren Wulst des Arbeitselementes
sich an den Wulst des Regulierteils abstützt, wobei dieser auch zugleich zur Abstützung
der Feder dient.
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Eine andere Ausführung der Erfindung ist für Arbeitselemente vorgesehen
mit einer starren Gefäßwand und einem Wulst von geringerem Durchmesser als der Wulst
am Regulierteil. In diesem Falle wird auf dem Wulst des Arbeitselementes ein Kunststoffring
aufgepreßt, der einsprengbar ist und zur Abstützung der Feder dient. Unterschiedliche
Längen der Arbeitselemente können dabei durch verschieden geformte Druckstücke ausgeglichen
werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein als Faltenbalg ausgebildetes
Arbeitselement vorgesehen, Der zum Einsprengen und zur Abstützung der Feder dienende
Vorsprung ist als Wulst am ventilseitigen Rand einer auf das Arbeitselement aufgesetzten
Kappe
Gemäß der weiteren Erfindung ist die Gewindeverbindung zwischen Regulierteil und
Unterteil viergängig mit drei im Querschnitt V-förmigen Gängen und einem im Querschnitt
trapezförmigen Gang. Durch die vier Gänge ergibt sich eine relativ große Gewindesteigung,
Bei einer Umdrehung der Einstellkappe ergibt sich daraus eine relativ große axiale
Veränderung des Arbeitselementes zu den ventilseitigen Elementen Dadurch, daß der
vierte Gewindegang ein anderes Querschnittsprofil hat als die anderen drei Gewindegänge,
ergibt sich beim
Einschrauben trotz des Mehrfachgewindes nur eine\bes'tilmmte Ausgangsstellung. Dadurch
wird vermieden, daß Regulierteil und Unterteil
falsch zusammengeschraubt werden.
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+) nach einer Demontage zwecks Wartung oder Reparatur Gemäß der weiteren
Erfindung ist zur Befestigung der Einstellkappe am Regulierteil eine Druckknopfverbindung
vorgesehen.
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Die Einstellung der Einstellkappe zum Regulierteil wird durch eine
besondre Verzahnung fixiert. Dabei kann, wenn sich die Notwendigkeit einer neuen
Justierung ergibt, die Druckknopfverbindung gelöst und eine Neueinstellung vorgenommen
werden.
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Durch die Zahnung an der Einstellkappe einerseits und an den Stegen
des Regulierteils andererseits ist eine sehr feine Justierung von Fall zu Fall möglich.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen
Thermostat, der ein thermostatisches Arbeitselement mit einer starren Wand und einem
beweglichen Stössel aufnimmt.
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i Fig, 2 zeigt den gleichen Schnitt, wobei jedoch in der linken Hälfte
der Zeichnung ein thermostatisches Arbeitselement mit starrer Wand einer anderen
Bauart als Fig. 1 und in der rechten Hälfte der Zeichnung ein als Faltenbalg ausgebildetes
thermostatisches Arbeitselement dargestellt sind.
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Fig. 3 zeigt eine axiale Ansicht des Unterteils allein von der Seite,
wo das Regulierteil eingeschraubt wird.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach IV-IV von Fig. 3, Fig. 5 zeigt eine
Ansicht des Unterteils von der Ventilseite her.
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Fig, 6 stellt eine Ansicht des Regulierteils dar von der Deckenseite
her gesehen.
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Fig. 7 ist ein Schnitt nach VIII-VIII von Fig. 7.
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Fig. 8 ist eine Ansicht des Regulierteils von der Ventilseite her
gesehen.
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Fig. 9 ist ein Schnitt nach X-X von Fig. 7.
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Fig. 10 ist ein Schnitt nach XI-XI von Fig. 8.
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Fig. 11 zeigt radial und tangential die Gewindegänge an der Büchse
des Regulierteils.
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Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf die Einstellkappe.
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Fig. 13 ist ein Schnitt nach XIV--XIV aus Fig. 13.
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Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht des auf Fig. 1 aufgenommemen Arbeitselementes
mit dem dazugehörigen Druckstück.
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Fig. 15 stellt das im Thermostat nach Fig. 2 eingebaute auf der der
linken Hälfte gezeigte Arbeitselement dar.
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Fig.
als sogenannter Faltenbalg ausgebildetes thermostatisches Arbeitselement dar, wie
es aus Fig. 2 in der rechten Hälfte dargestellt ist.
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Wie erkennbar aus Fig. l, besteht der Thermostat aus einem Unt terteil
10 mit einer Überwurfmutter l0a zur Befestigung am Ventil, einem Regulierteil 20,
das in das Unterteil eingeschraubt ist, einem thermostatischen Arbeitselement 30,
das fest vom Regulierteil aufgenommen wird, und einer fest au£ das Regulierteil
angebrachten Einstellkappe 60, an der man durch Drehen das Regulierteil verstellen
kann zwecks Einstellung des Sollwertes für die Regelung, Zum thermostatischen Arbeitselemen-30
gehört ein Druckstück 34 zur Übertragung der Bewegung, die der Stössel des Arbeitselementes
bei Erwärmung oder Abkühlung macht, auf die ventilseitigen Einstellelemente, Fig,
2 zeigt im Prinzip den gleichen thermostaten wie Fig. 1, jedoch mit anderen thermostatischen
Arbeitselementen0 In der linken Hälfte von Fig, 2 ist ein thermostatisches Arbeitselement
40 zu sehen, welches ebenso wie das Arbeitselement 30 eine starre Wand mit einem
beweglichen Stössel hat, jedoch andere Abmessungen. Dazu gehört ein etwas anders
geformtes Druckstück 44. In der rechten Hälfte von Fig. 2 ist ein als sogenannter
Faltenbalg ausgebildetes Arbeitselement 50 dargestellt, das über eine Kapillarleitung
54 mit einem sogenannten Fernfühler 55 verbunden ist. Dafür ist das gleiche Druckstück
44 verwendbar, wie bei dem Arbeitselement 40. Es ist jedoch nicht eine Ausnehmung
4 zur Durchführung der Kapillarleitung 54 erforderlich.
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Das auf Fig. 3 bis 5 dargestellte Unterteil ist einheitlich aus Kunststoff
geformt. Venteilseitig sind durch Schlitze 12 vonein ander getrennte Segmente 11
vorgesehen, die innenseitig mit Kerben 14 zum Ansetzen an einem Sechskant des Ventils
versehen sind. Durch außenseitig angeformte Nocken 13 wird die auf Fig. 1 erkennbare
Überwurfmutter zum Festschrauben am Ventil verdrehbar gehalten.
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Eine angeformte, über den gesamten Umfang geschlossene Büchse 15 des
Unterteils ist an ihrer Innenwand mit einem
Gewinde 16 versehen, von dem drei nebeneinanderliegende Gänge im Schnitt V-förmig,
der vierte Gang jedoch im Schnitt trapez-.
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förmig ausgebildet sind, Die Büchse 15 ist konzentrisch von einem
angeformten Kragen 17 umgeben, an dem radial eine Nase 18 angeformt ist in Bezug
auf welche die Skala an der Einstellkappe eingestellt wird. Bei dem gebrauchsfertigen
Thermostaten liegt der Rand der Einstellkappe in dem Ringraum zwischen Büchse 15
und Kragen 17. Damit die Drehung der Einstellkappe auf etwa 360° beschränkt bleibt,
ist ein Anschlag 19 an der Büchse 15 angeformt, der in den Raum zwischen der Büchse
und dem Kragen 17 ragt, Das Regulierteil 20, dargestellt im einzelnen auf Fig. 7
bis 11, ist ebenfalls einheitlich aus Kunststoff geformt. Das zum Einschrauben in
das Innengewinde des Unterteils dienende Außengewinde 23 befindet sich an einer
Büchse 21 des Regulierteils, die durch axiale Schlitze 22 in vier Segmente 21a aufgeteilt
ist, Durch einen Federring in einer Nut 24 wird erreicht, daß die Segmente eing
radialen Spreizwirkung unterliegen und der
Schraubverbindung mit
dem Unterteil die erforderliche Schwergängigkeit zu geben, Zugleich dient der Federring
als untere Begrenzung für die Stellung des Druckstückes.
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Das Gewinde 23 an den Segmenten hat entsprechend dem Innengewinde
16 des Unterteils drei Gänge 23a mit V-Buuerschnitt und einen Gang 23b mit Trapezquerschnitt.
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Am Regulierteil 20 bilden Stege 26 und eine Decke 27 einen käfigartigen
Raum zur Aufnahme eines thermostatischen Arbeitselementes und der dazugehörigen
Schraubenfedern. Die Innenwand der Büchse 21 dient zur Führung eines Druckstückes,Im
Bereich zwischen der Büchse 21 und den Stegen 26 ist an der Innenwand des Regulierteils
ein zum Festhalten des Arbeitselementes dienender Wulst 25 angeformt.
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Die Stege haben außen deckenseitig eine Zahnung 26a, die bei der aufgesteckten
Einstellkappe und einer entspFrechenden Zahnung derselben in Eingriff steht. Mittig
ist in der Decke 27 ein Druckknopfloch 28 vorgesehen, Mit Hilfe einer Markierung
29 kann die richtige Ansatzstellung beim Einschrauben des Regulierteils gefunden
werden.
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Nunmehr wird auf Fig, 12
genommen. Am
des Segments 21a gemäß Fig. 12 beginnt das Gewinde 23 von unten her gesehen im Profil
mit drei V-förmigen Gängen 23a und einem trapezförmigen Gang 23b, Damit man das
Regulierteil in das Unterteil einschrauben kann, muß diese Kante zwangsläufig an
einer bestimmten markierten Stelle des Gewindes
des Unterteils
angesedzt werden0 Dadurch wird beim Ansetzen ein Einschrauben in einer falschen
Stellung verhindert. Durch die Anordnung von vier Gewindegängen erhält das Gewinde
eine ausreichend hohe Steigung. Man erhält beim Drehen des Regulierteils um 3600
eine für die Regulierung ausreichend große axiale Veränderung in der Stellung des
Regulierteils in Bezug auf das Unterteil.
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Die ebenfalls aus Kunststoff geformte Einstellkappe 60 nach Fig. 13
und 14 weist an ihrem Mantel Schlitze 62 auf, durch welche die Raumluft zum thermostatischen
Arbeitselement gelangen kann. Ein angeformter Anschlag 61 steht in Funktion mit
dem Anschlag 19 am Unterteil 10. Außerdem sind an der Einstell kappe Zahnungen 63
angeformt, die in den Zahnungen 26a am Regulierteil eingreifen sowie innenseitig
im Mittelpunkt der Decke der Einstellkappe ein Druckknopf 64, der in das Druckum
knopfloch 28 des Regulierteils eingedrückt wird, ### bei der Montage des Thermostates
eine werkzeuglose feste Verbindung zwischen Einstelkappe und Regulierteil herzustellen.
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Das mit einem Dehnstoff gefüllte Gefäß des Arbeitselementes 30 nach
Fig. 15 hat eine starre Wand. Die Dehnungen des Dehnstoffes verursachen eine axiale
Bewegung eines Stössels 32, der in ein angeformtes Innenrohr 36 eines Druckstückes
34 einist greift. Das Druckstück izK innen in der Büchse 21 des Regulier teils geführt
bis zum Anschlag, an dem in Fig. 1 und 2 erkennbaren Federring. Angeformte Rippen
35 des Druckstückes liegen dabei in den Schlitzen 22 zwischen den Segmenten des
Regulierteils.
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Auf einem Wulst 31 an der Gefäßwand des Arbeitselementes 30.
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ist mit Preßsitz ein Ring 37 aus Kunststoff aufgebracht, auf dem sich
eine Schraubenfeder 33 abstützt.
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Das Einführen dieses Arbeitselementes erfolgt in der Anordnung nach
Fig. 15 mit dem fest angebrachten Ring 37 und der auf gen legten Feder 33. Feder
und Arbeitselement werden durch die Büchs£ 21 in den Raum zwischen den Stegen des
Regulierteiles eingeführt bis der Ring 37 am Wulst 25 anliegt (Fig. 1). Mittels
eines Werkzeuges wird dann der Ring unter elastischer Verformung durch den Wulst
25 gesprengt. Das Arbeitselement wird dadurch im Regulierteil gehalten, daß der
Ring 37 sich innen am Wulst 25 unter dem Druck der Feder abstützt, wobei diese an
einem Ende gegen die Decke des Regulierteils mit dem anderen Ende gegen den Ring
37 drückt.
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Das Arbeitselement 40 nach Fig. 16 hat ebenfalls eine starre Wand,
ist mit einem Dehnstoff gefüllt, der eine axiale Bewegung eines Stössels 42 bewirkt.
Bei diesem Arbeitselement ist jedoch ein Wulst 41 mit größerem Durchmesser vorhanden,
der ohne einen zusätzlichen Ring aus Kunststoff unmittelbar in den Wulst 25 des
Regulierteils eingesprengt werden kann, wie die linke Hälfte der Fig. 2 zeigt. Dabei
stütz sich die Feder 43 direkt auf den Wulst 41 ab. Der Stössel 42 liegt in einem
Sackloch 46 eines Druckstückes 44, was ebenfalls Rippen 45 zur Führung aufweist.
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Das Arbeitselement 50 nach Fig. 17 hat die Form eines sogenannten
Faltenbalges und verändert bei Erwärmung oder Abkühlung seine Länge. Mit dem einen
Ende liegt das Arbeitselement
50 in einem zylindrischen Raum 47
des Druckstückes 44. Das andere Ende dieses Arbeitselementes 50 wird von einer Kappe
51 aufgenommen. Zur Abstützung der Feder 53 und zum Einsprengen in den Wulst 25
des Regulierteils ist an der Kappe ebenfalls ein Wulst 52 vorgesehen. Fig. 2 rechte
Hälfte, zeigt die Funktionsstellung dieses Arbeitselementes, Von dem Arbeitselement
50 führt eine Kapillarleitung -54 4 zu einem Fernfühler 55 (Fig, 2).
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Die Federn 43, 53 und 33 haben einmal die Aufgabe, die Arbeitselemente
durch Druck gegen den Wulst 25 zu halten und zugleich auch die Funktion einer Sicherheitsfeder.
Wenn die Bewegung des Druckstücks ventilseitig durch das geschlossene Ventil blockiert
ist und der Raum sich noch weiter erwärmt, dann kann sich das Arbeitselement entgegen
dem Druck der Feder zur Decke des Regulierteils hin bewegen. Durch diese Ausweichmöglichkeit
vird ein Aufreißen infolge des Druckes des Dehnstoffes verhindert,